Выявление особенностей применения функциональных электрохимических покрытий в технологиях поверхностной обработки
| Autor: | Ann Karakurkchi, Vladislav Yemanov, Iryna Yermolenko, Mykola Sakhnenko, Maryna Ved, Vadym Yevsieiev, Yaroslav Pavlov, Sergey Pavlenko |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: |
Materials science
020209 energy 0211 other engineering and technologies Oxide Energy Engineering and Power Technology chemistry.chemical_element 02 engineering and technology engineering.material Industrial and Manufacturing Engineering Corrosion chemistry.chemical_compound електрохімічний покрив ремонтне виробництво Coating поверхностная обработка электрохимическое покрытие функциональные свойства ремонтное производство Management of Technology and Innovation 021105 building & construction lcsh:Technology (General) 0202 electrical engineering electronic engineering information engineering lcsh:Industry Surface layer Electrical and Electronic Engineering functional properties Dopant Applied Mathematics Mechanical Engineering Refractory metals electrochemical coating surface treatment Computer Science Applications поверхнева обробка функціональні властивості chemistry Chemical engineering Control and Systems Engineering repair engineering Surface modification lcsh:T1-995 lcsh:HD2321-4730.9 UDC 621.793:621.357.7 Cobalt |
| Zdroj: | Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 3, № 12 (99) (2019): Materials Science; 29-38 Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 3, № 12 (99) (2019): Материаловедение; 29-38 Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 3, № 12 (99) (2019): Матеріалознавство; 29-38 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol 3, Iss 12 (99), Pp 29-38 (2019) |
| ISSN: | 1729-3774 1729-4061 |
| Popis: | Approaches to the use of electrochemical coatings in surface treatment technologies are analyzed. It is shown that directed surface modification allows expanding the functional properties of the treated material, in particular, increasing the strength, wear resistance, corrosion resistance, catalytic activity.The method for treating non-alloy steel and cast irons by forming thin-film coatings of ternary alloys of iron and cobalt with molybdenum and tungsten is proposed. It is shown that the incorporation of refractory metals up to 37 at. % into the surface layer leads to a change in the phase structure of the coating. This is found to provide an increase in wear resistance by 40 %, microhardness by 2.5–3.5 times, as well as a decrease in friction coefficient by 3–4 times in comparison with the substrate material. The resulting materials can be used for hardening and protection of surfaces in various industries.To modify the surface of piston silumins, it is proposed to use the method of plasma electrolytic oxidizing with the formation of ceramic-like coatings. It is shown that in the galvanostatic mode, from alkaline electrolyte solutions containing manganese and cobalt salts, it is possible to obtain uniform, dense, highly adhesive to the base metal, oxide coatings, doped with catalytic components whose content varies within 25–35 at. %. It is shown that the morphology and phase structure of the surface layers changes with the incorporation of dopant metals. The formed coatings have a high degree of surface development, which is a prerequisite for enhancing their functional properties. The proposed approach is used to modify the surface of the KamAZ-740 piston. It is found that the use of ceramic-like coatings of the engine piston leads to a decrease in hourly fuel consumption and amount of toxic substances with exhaust gases, which makes them promising for use in in-cylinder catalysis. Проаналізовано підходи щодо застосування електрохімічних покривів в технологіях поверхневої обробки. Показано, що спрямоване модифікування поверхні дозволяє розширити функціональні властивості оброблюваного матеріалу, зокрема підвищити показники міцності, зносостійкості, корозійної тривкості, каталітичної активності.Запропоновано спосіб поверхневої обробки нелегованих сталей та чавунів шляхом формування тонкоплівкових покривів тернарними сплавами заліза та кобальту з молібденом і вольфрамом. Показано, що введення тугоплавких металів до 37 ат.% в поверхневий шар призводить до зміни фазової структури покриття. Виявлено, що це забезпечують підвищення зносостійкості на 40 %, мікротвердості у 2,5-3,5 рази, а також зменшення коефіцієнту тертя в 3-4 рази у порівнянні з матеріалом підкладки. Сформовані матеріали можуть бути використані для зміцнення і захисту поверхонь в різних галузях промисловості.Для модифікування поверхні поршневих силумінів запропоновано використовувати метод плазмово-електролітичного оксидування із формуванням керамікоподібних покривів. Показано, що в гальваностатичному режимі із лужних розчинів електролітів, що містять солі мангану та кобальту, можливо одержувати рівномірні щільні з високою адгезією до основного металу оксидні покриви, доповані каталітичними компонентами, вміст яких варіюється в межах 25–35 ат.%. Показано, що морфологія та фазова структура поверхневих шарів змінюється із інкорпорацією металів-допантів. Сформовані покриви мають високий ступінь розвинення поверхні, що є передумовою підвищення їх функціональних властивостей. Запропонований підхід використано для модифікування поверхні поршня КамАЗ-740. Встановлено, що використання керамікоподібних покривів поршня двигуна приводить до зниження годинної витрати палива та кількості токсичних речовин з відпрацьованими газами, що робить їх перспективними для використання у внутрішньоциліндровому каталізі Проанализированы подходы по применению электрохимических покрытий в технологиях поверхностной обработки. Показано, что направленное модифицирование поверхности позволяет расширить функциональные свойства обрабатываемого материала, в частности повысить показатели прочности, износостойкости, коррозионной стойкости, каталитической активности.Предложен способ обработки нелегированной стали и чугунов путем формирования тонкопленочных покрытий тернарных сплавов железа и кобальта с молибденом и вольфрамом. Показано, что введение тугоплавких металлов до 37 ат.% в поверхностный слой приводит к изменению фазовой структуры покрытия. Установлено, что это обеспечивает повышение износостойкости на 40 %, микротвердости в 2,5-3,5 раза, а также уменьшение коэффициента трения в 3-4 раза по сравнению с материалом подложки. Полученные материалы могут быть использованы для упрочнения и защиты поверхностей в различных отраслях промышленности.Для модифицирования поверхности поршневых силуминов предложено использовать метод плазменно-электролитического оксидирования с формированием керамикоподобных покрытий. Показано, что в гальваностатическом режиме из щелочных растворов электролитов, содержащих соли марганца и кобальта, возможно получать равномерные плотные с высокой адгезией к основному металлу оксидные покрытия, допированных каталитическими компонентами, содержание которых варьируется в пределах 25-35 ат.%. Показано, что морфология и фазовая структура поверхностных слоев изменяется с инкорпорацией металлов-допантова. Сформированные покрытия имеют высокую степень развития поверхности, что является предпосылкой повыщения их функциональных свойств. Предложенный подход использован для модификации поверхности поршня КамАЗ-740. Установлено, что использование керамикоподобных покрытий поршня двигателя приводит к снижению часового расхода топлива и количества токсичных веществ с отработавшими газами, что делает их перспективными для использования во внутрицилиндровом катализе |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|